سنتز نانوذرات لیپیدی (لیپوزومها)
لیپوزوم یک نانوساختار جدید برای محصور کردن و تحویل عوامل زیست فعال است. مواد زیست فعال زیادی وجود دارد که میتوانند در لیپوزومها گنجانده شوند، از جمله لوازم آرایشی، مواد غذایی و داروها. لیپوزومها دارای خواص خاصی مانند زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری هستند. همراه با اندازهی نانو آنها کاربردهای بالقوهای در نانوپزشکی، آرایشی و بهداشتی و صنایع غذایی دارند. فناوری نانولیپوزوم فرصتهای هیجانانگیزی را برای فنآوران مواد غذایی در زمینههایی از جمله کپسولهسازی و رهاسازی کنترلشده مواد غذایی، همچنین فراهمی زیستی و پایداری مواد حساس را بهبود میبخشد. در میان سیستمهای بسیار درخشان دارو و ژنرسانی جدید، لیپوزومها فناوری پیشرفتهای را برای حمل مولکولهای فعال به محل خاص عمل ارائه میکنند، و امروزه، فرمولهای مختلفی در حال استفاده بالینی هستند.
لیپوزومها در واقع ساختارهای فوق مولکولی (نانو) همه کاره هستند که از یک هستهی آبی محصور شده توسط یک لایهی لیپیدی تشکیل شدهاند، قادر به میزبانی محمولههای آبگریز و آبدوست و با زیست سازگاری برتر و شباهت زیادی با غشاهای بیولوژیکی هستند. لیپوزومها تودههای فوق مولکولی هستند که توسط اجزای آمفیفیلیک مانند لیپیدهای قطبی در محلول آبی پراکنده شدهاند. این بلوکهای ساختمانی ساختارهای دولایهای را تشکیل میدهند که در وزیکولهای کروی و بسته سازماندهی شدهاند. لیپوزومها دارای یک هستهی آبی هستند و بنابراین دارای ساختارهای هسته-پوسته هستند که امکان کپسوله کردن مولکولهای آب دوست و آبگریز را فراهم میکند. لیپوزومها نسبتا آسان آماده میشوند و با تعدیل ترکیب، اندازه و درجهی لایه بندی آنها، میتوان آنها را با چندین نیاز تجربی و کاربردی سازگار کرد. علاوه بر این، لیپوزومها را میتوان با تنوع زیادی از مولکولها تزئین کرد و خواص خاصی را به دست آورد. لیپوزومها به دلیل ویژگیهای خاص خود در متنوعترین زمینهها از تجویز داروها و سایر مولکولهای فعال زیستی تا ساخت واکسنها استفاده میشوند.
عواملی مانند دما، قدرت یونی و pH از خواص فیزیکی و شیمیایی مهم لیپوزومها هستند. معمولا این نانوساختارها نفوذپذیری کمی نسبت به مواد محصور شده دارند، اما نفوذپذیری آنها ممکن است در دماهای بالا تغییر کند. مولکولهای لیپید یا فسفولیپید اجزای شیمیایی اصلی لیپوزومها هستند. لیپیدها مشتقات اسیدهای چرب با چند گروه سر را شامل میشوند. لیپیدها توسط آنزیم لیپازهای گوارشی در بدن به اسیدهای چرب پایه و گروههای سر تبدیل میشوند. به عنوان مثال، تری گلیسیرید یک لیپید است که شامل سه اسید چرب و یک مولکول گلیسرول است. فسفولیپیدها شبیه تری گلیسیریدها هستند اما اولین هیدروکسیل مولکول گلیسرول دارای یک گروه قطبی حاوی فسفات است. فسفولیپیدها دارای خواص آمفی دوست هستند زیرا دارای هر دو گروه آبدوست (محلول در آب) و آبگریز (محلول در چربی) هستند.
به دلیل خواص آمفی دوستی فسفولیپیدها، آنها کمپلکس های انباشته شدهای را تشکیل میدهند و گروههای سر آبگریز خود را از فاز آبی محافظت میکنند در حالی که گروههای سر آبدوست زمانی که در محیط آبی قرار دارند، در تماس با مولکولهای آب باقی میمانند. فسفولیپیدها میتوانند خود را به شکل نانولیپوزومها یا لیپوزومهای دولایه ساختاریافته و بسته جمع کنند، در صورتی که مقدار کافی انرژی فراهم شود و باید توجه داشت که این فرآیند خودبهخود نیست. برخی از ویتامینها، داروها، مواد مغذی و سایر مولکولهای چربی دوست نیز میتوانند با حل کردن این مولکولها همراه با لیپیدها در دو لایه لیپوزوم به دام بیفتند. برخی از روشهای رایج برای سنتز لیپوزومها در بخشهای زیر توضیح داده میشوند.
روشهای متداول سنتز لیپوزومها
تکنیک اکستروژن
اولین روش سنتز لیپوزومها اکستروژن است که در این فرآیند لیپوزومها بسته به اندازهی منافذ فیلترهای مورد استفاده، از نظر ساختاری به وزیکولهای تک لایهی بزرگ (LUV) یا نانولیپوزومها تغییر می کنند. فشار بالا باعث اکستروژن وزیکولها از طریق فیلترهای پلی کربنات میشود.
سونیکاسیون (فراصوت)
فراصوت شاید پرکاربردترین روش برای تهیه لیپوزومها و نانولیپوزومها باشد. سونیکاسیون یک تکنیک ساده برای کاهش اندازه لیپوزومها و تولید نانولیپوزومها است. معایبی برای این روش وجود دارد از جمله راندمان حجم داخلی/کپسولاسیون بسیار کم، حذف مولکولهای بزرگ و آلودگی فلزی از نوک پروب. دو روش اصلی سونیکاسیون وجود دارد: پروب سونیکاسیون و بث سونیکاسیون
میکروسیال سازی
این روش تهیه لیپوزومها بر اساس روش میکروسیال سازی با استفاده از میکروسیال ساز بدون استفاده از حلالهای بالقوهی سمی است. میکروفلوئیدایزر در صنعت داروسازی برای تولید محصولات لیپوزومی و امولسیونهای دارویی استفاده شده است. این تکنیک از یک جریان فشار تقسیم شده برای عبور هر قسمت از یک روزنهی کوچک و هدایت جریانها به یکدیگر در داخل محفظهی میکروسیال ساز استفاده میکند. فشارهای بالا برای هدایت جریان جریان از طریق میکروکانالها منجر به کاویتاسیون همراه با برش و ضربه در داخل محفظه برهمکنش میشود که اندازهی ذرات لیپوزومها را کاهش میدهد. قابلیت تولید لیپوزوم با حجم زیاد، اندازه متوسط قابل تنظیم لیپوزومها و راندمان جذب بالا (تا 70 درصد) از مزایای این روش است.
روش گرمایش
بیشتر روشهای آماده سازی لیپوزومها شامل بهره برداری از حلالهای بالقوهی سمی مانند دی اتیل اتر، متانول و کلروفرم است. محصول نهایی ممکن است حاوی بقایای این تراشه حلالهای سمی در سمیت بالقوه باشد و بر پایداری وزیکولهای لیپیدی تأثیر بگذارد. علاوه بر این، برای اطمینان از مناسب بودن بالینی محصولات نانولیپوزومی، سطح این حلالها در فرمولاسیون نهایی باید ارزیابی شود و زمان و هزینه کاهش یابد. برای تولید به ویژه در مقیاس صنعتی، اجتناب از بهره برداری از این حلالها در تهیه لیپوزوم بسیار مطلوب است. همچنین در روشهای آمادهسازی مانند میکروسیالسازی، استفاده از فشارهای بالا یا نیروهای برشی بالا در طول سنتز لیپوزوم، اثرات مضری بر ساختار محصول ایجاد میکند. بنابراین، برای غلبه بر این نوع موانع، بهتر است از روشهای آماده سازی جایگزین مانند روش حرارتدهی استفاده شود که از حلالهای بالقوه سمی استفاده نمیشود.
